汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102505969A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102505969A(43)申请公布日2012.06.20(21)申请号201110413911.3(22)申请日2011.12.13(71)申请人上海发电设备成套设计研究院地址200240上海市闵行区剑川路1115号(72)发明人史进渊杨宇邓志成汪勇刘传亮(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人翁若莹(51)Int.Cl.F01D21/00(2006.01)权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书88页页附图附图44页(54)发明名称汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置及方法(57)摘要本发明提供了一种汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置及方法，所述的装置，其特征在于，由超声波探伤仪、计算服务器、数据库服务器、网页服务器和用户端浏览器组成，超声波探伤仪与数据库服务器连接，计算服务器与数据库服务器和网页服务器连接，网页服务器分别与数据库服务器、计算服务器和用户端浏览器连接。本发明的优点是实现了汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展剩余寿命的在线计算和定期监控；如果汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹扩展剩余寿命偏短时，通过及时安排计划大修（A级检修）来合理使用汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹扩展剩余寿命，达到了定期监控汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展剩余寿命的技术效果。CN102596ACN102505969A权利要求书1/3页1.一种汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置，其特征在于，由超声波探伤仪、计算服务器、数据库服务器、网页服务器和用户端浏览器组成，超声波探伤仪与数据库服务器连接，计算服务器与数据库服务器和网页服务器连接，网页服务器分别与数据库服务器、计算服务器和用户端浏览器连接。2.权利要求1所述的装置所采用的汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控方法，其特征在于，采用C语言编写汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的计算机软件，运行在计算服务器上，应用于汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控，具体步骤为：第一步：探伤确定汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹尺寸：在汽轮机开缸的检修期间，采用超声波探伤仪确定裂纹的所在部位和裂纹尺寸，裂纹尺寸指的是阀壳与汽缸的外表面和内表面半椭圆形裂纹的短轴半径a和长轴半径c；第二步：计算裂纹所在部位的最大主应力：对于内表面裂纹，计算滑参数停机、正常停机和事故停机共三种瞬态工况的最大主应力，分别用、和表示，对于外表面裂纹，计算冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动共四种瞬态工况的最大主应力，分别用符号、、和表示；第三步：计算汽轮机的阀壳与汽缸的临界裂纹尺寸：汽轮机的阀壳与汽缸第i种瞬态工况的临界裂纹尺寸的计算公式为：式中：——第i种瞬态工况的最大主应力，——椭圆形裂纹短轴半径；——与裂纹形状参数Q有关的常数，对于表面裂纹，，c——椭圆形裂纹长轴半径；——过裂纹周线上任意一点的径向线与椭圆长轴的夹角；第四步：计算汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命：第i种瞬态工况的汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的计算公式为：式中：、——阀壳与汽缸材料裂纹扩展试验常数；若为外表面裂纹，进入第五步，若为内表面裂纹，进入第七步；2CN102505969A权利要求书2/3页第五步：计算汽轮机阀壳与汽缸外表面裂纹扩展寿命累积损耗：在汽轮机的启动过程中，最大主应力出现在阀壳与汽缸外表面，汽轮机的阀壳与汽缸外表面裂纹扩展寿命累积损耗的计算公式为：式中：——实际运行的冷态启动次数——实际运行的温态启动次数——实际运行的热态启动次数——实际运行的极热态启动次数——冷态启动过程中裂纹扩展寿命——温态启动过程中裂纹扩展寿命——热态启动过程中裂纹扩展寿命——极热态启动过程中裂纹扩展寿命第六步：计算汽轮机的阀壳与汽缸外表面裂纹扩展剩余寿命：汽轮机的阀壳与汽缸外表面裂纹扩展剩余寿命的计算公式为：式中：——外表面年均裂纹扩展寿命损耗，——发现裂纹至今的日历年数；直接进入第九步；第七步：计算汽轮机的阀壳与汽缸内表面裂纹扩展累积寿命损耗；在汽轮机停机过程中，最大主应力出现在阀壳与汽缸内表面，汽轮机的阀壳与汽缸内表面裂纹扩展累积寿命损耗的计算公式为：式中：——实际运行的滑参数停机次数——实际运行的正常停机次数——实际运行的事故停机次数——滑参数停机过程中裂纹扩展寿命3CN102505969A权利要求书3/3页——正常停机过程中裂纹扩展寿命——事故停机过程中裂纹扩展寿命第八步：计算汽轮机阀壳与汽缸内表面裂纹扩展剩余寿命汽轮阀壳与汽缸内表面裂纹扩展剩余寿命的计算公式为：式中：——内表面年均裂纹扩展寿命损耗，——发现裂纹至今的日历年数；第九步：控制汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展剩余寿命：若汽轮机的阀壳与汽缸的外表面裂纹扩展剩余日历寿命或内表面裂纹扩展剩余日历寿命<4年，在年内安排